本实用新型提供了一种航空发动机系统和飞行器。其中，该航空发动机系统包括发动机和与所述发动机连通的涡轮增压器，所述涡轮增压器包括涡轮、一级压气机和二级压气机；所述发动机排出的废气进入所述涡轮增压器中驱动所述涡轮转动；一级压气机和二级压气机，均与所述涡轮连接，并受所述涡轮驱动运行；所述一级压气机用于对外界空气进行一级加压，经一级加压后的空气一路进入所述发动机，另一路经过所述二级压气机二次增压后进入所述发动机。本实用新型的技术方案可增加发动机的功率和燃油经济性，以更加适应高海拔地区。